厦漳同城桥梁防撞钢护栏制作工艺

沈文峰

摘 要：文章以厦漳同城大道工程为实例，介绍桥梁防撞钢护栏厂内加工工艺流程，尤其分析我厂首次采用的一体压制成型技术，总结出防撞钢护栏加工工艺改进措施，为此类工程施工提供借鉴参考。

关键词：防撞钢护栏；制作工艺；一体压制成型；验收

1 工程概况

厦漳同城大道是厦漳对接的重大交通基础设施项目，是台商投资区的“一号”工程，本工程位于漳州市角美镇台商投资区。

本工程主线范围内共有5座桥梁工程，桥梁使用的防撞钢护栏类型分别为：人行道内侧防撞护栏（A级）、防撞护栏（SB级）两种。其中人行道内侧防撞护栏：长1042米，有立柱1066个，共计108吨；防撞护栏：长3900米，有立柱2225个，共计349吨。由于两者制作工艺相同，故以下统称“防撞护栏”。

厂内加工的防撞护栏（见图1）由底板、翼板、腹板、筋板、横梁组成，其材质均为Q390-B。

图1

2 防撞护栏制作工艺流程

3 防撞护栏的加工制作

3.1 防撞护栏立柱钢板放样下料

翼板N1、N2及筋板N3、N4均为12mm厚钢板，都采用剪板机进行下料，剪板时先用石笔在钢板上划线放样，并保证裁剪后的板料长、宽、对角线误差控制在±2mm内，若发现板料弯曲变形应及时矫正。腹板N5采用等离子数控机床切割而成，由于等离子数控机床精度在±1mm内，故首件尺寸检测后可以直接使用。值得注意的是，腹板圆弧过渡处应修成平顺自然的圆弧曲线，以便后续跟翼板N2工装时紧密贴合（见图2）。

图2

底板N6是22mm的钢板，可用火焰数控机床切割下料，但其孔大小误差要求在+1mm之内，两孔间距误差也在±1mm内。因此在底板开孔之前，应先加工定位板，并用数控钻床钻孔。该定位板可跟底板、预埋件板配钻，达到三者孔的尺寸统一。很好的满足了制作及装配精度高的要求。

3.2 防撞护栏横梁下料开孔

护栏横梁由上下横梁和套管组成，横梁与套管、横梁与立柱件间分别用M8及M10螺栓连接。因此保证横梁和套管的开孔精度，是十分必要的。但是横梁与套管有几千根之多，为了同时满足孔精度和提高效率的要求。决定采用等离子割枪进行开孔。

取孔时将横梁固定在工装架上，画出孔的中心线，然后把定位弧板中心与横梁中心线对齐并贴紧（见图3），此时将等离子枪头沿着定位弧板上的孔移动一圈即开完一个孔。同理套管开孔也是如此。需要注意的是：首先定位弧板的底部应贴3mm厚橡胶垫，它可起到割孔时绝缘和搁置铁渣保护枪头的作用。其次定位弧板上的孔大小应等于横梁孔设计尺寸的大小加上等离子枪头的大小，所割出的孔方能满足设计尺寸的要求（见图4）。最后还应将横梁和套管孔上的铁渣清除干净。

图3

图4

4 防撞护栏翼板一体压制成型

4.1 防撞护翼板旧工艺成型方法

翼板N1可直接由液压压力机压制而成（见图5），而对于翼板N2的制作我厂以前的工艺则十分复杂（见图6），该翼板分为半径530mm的弧形段a、半径为1200mm的弧形段c和e、直径为144mm的弧形段b和d，共5个部分。a、c和e分别用千斤顶压制而成，而b和d需要用直径144mm的圆管切割而成，最后再全部焊接而成，而在拼接的过程中往往由于零件多导致最后拼接完尺寸误差较大，而且焊接后不美观同时工作量较大，这样即费时又费力。为了提高该工序的效益，现将翼板N2旧工艺改良为一体压制成型工艺。

图6

4.2 防撞护翼板一体压制成型方法

该工艺就是利用公母模具通过400T液压压力机上下咬合将翼板压制成型（如图7），其母模采用4块厚度为30mm的钢板并排间隔焊在同样厚度的底座上，而钢板通过CAD放样并由数控切割机切割而成，侧面用钢板焊接加固，以保证在压制过程中不易变形。公模也采用4块厚度同样为30mm的弧形钢板并排间隔焊在的底座下，同时内嵌2块直径120mm的圆钢。

图7

需要注意的是公母模具材质强度应大于等于翼板的强度，本工程采用Q390-B，否则模具表面易损坏。同时在母模底部及侧面应设置限位板以防翼板压制过程中跑偏。模具开始使用时，应进行试压，经过试压发现：得到了一次成型的翼板N2，在和数控切割的腹板N5试拼装的过程中发现咬合不密实，尤其在圆弧过渡处。由于钢板具有一定弹性，导致压制成型的N2在比较小的角度下成型不到位无法与N5完全吻合。

因此采取以下措施：翼板应经过2次压制，第一次大体成型，第二次完全成型，可防钢板回弹。同时在母模的特定位置（见图8）放上细长的6mm钢垫板，使得咬合时翼板转折处得到垫块的支撑，最终压制出符合尺寸的翼板N2。最后还可小幅度修改腹板的过渡处圆弧，最终达到腹板和翼板N2完全贴合。

图8

5 整体拼装

工装以底板为基准（如图9），翼板N1侧作为固定端，翼板N2作为活动端，拼装时通过千斤顶从翼板N2向翼板N1顶紧，同时底板用销与定位板紧密装配，方可点焊防撞护栏。最后在防撞护栏顶端焊接2根用长条小钢板（如图10），可防止后续焊接时顶部发生变形。

图10

6 焊接

本工程防撞护栏焊缝均为角焊缝，焊脚高度尺寸都为8mm，底板与翼板、腹板拼装焊缝处需开坡口（如图11），腹板与翼板、筋板拼装焊缝处不开坡口直接焊接，所有焊缝都用CO2气保焊焊接。其焊接工艺参数如表1。焊接时采用热量分散、对称分布焊接。焊接后应及时清渣打磨，并检查焊缝，其观感应达到：外形均匀、成型较好，焊道与焊道、焊道与金属间过渡较平滑，焊渣和飞溅物基本清除干净。

表1 焊缝焊接工艺参数表

图11

7 油漆防腐

防撞护栏在除锈处理前，应清除焊渣、毛刺和飞溅等附着物。经喷砂后钢材表面清洁度等级达到Sa2.5级。喷砂后表面粗糙度达到40～70μm。上底漆前，应用干燥、洁净的压缩空气清除浮尘和碎屑，清理后的表面不得用手触摸。涂层后表面应均匀，色泽一致，不应有皱皮、流淌、气泡、和裂纹等缺陷。以上底漆和中间漆在厂内涂装，面漆待现场安装完后统一上漆。

8 验收出厂

（1）对每件防撞护栏的外观、整体尺寸进行检查，其外形应自然平顺、线条过渡应整齐均匀。整体尺寸应满足设计规范要求。（2）检查护栏焊缝外观，并用焊缝量规测量焊脚高度，看是否满足设计规范要求。（3）用测厚仪测量涂装层厚度，看其是否满足设计规范要求。（4）对防撞护栏进行预拼装检查，即将护栏、横梁各取相应数量通过螺栓连接在一起，看是否满足所需装配要求。（5）上述要求若不满足的，应及时进行返修处理，直至达到要求为止。当达到要求时，应对护栏进行单独编号，同时做好质量验收记录，方可出厂。

9 結束语

本工程采用了一体压制成型工艺，相比传统的分段拼焊法，既节约了时间同时又降低了人力成本，还保证了施工质量和进度，获得了很好的经济效益。可为今后类似的工程提供借鉴。